阴极射线管CRT显示技术
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❖ 主要分为黑白CRT显示器和彩色CRT显示器两大类。 它的核心部件是CRT显像管（即阴极射线管），其主要由 五部分组成：电子枪(Electron Gun)、偏转线圈 (Defiection coils)、荫罩(Shadow mask)、荧光粉层 (Phosphor)及玻璃外壳，其中电子枪是显像管的核心。
图2.3 彩色CRT工作原理
荫罩与荧光屏的距离可根据几何关系由下式确定：
q L PM 3Sg
(2-1)
PS / PM L /(L q) (2-2)
式中：q为荫罩与荧光屏的距离； 为孔距放大率；
Sg 为从电子枪到荧光面的距离；L 为电子枪的束间距；PS 为 电子束排列方向的荫罩孔距；PM 为电子束排列方向的荧光 屏上同一色荧光体的点间距。
❖2.1.3 CRT显示器的主要单元
❖ 1、电子枪
➢电子枪是显像管中极为重要的组成部分。它是电子束源，用 来发射电子，并将其加速和聚焦成细束，同时外加电信号控制 电子束的强度。偏转系统能依据输入的有电子束位置信息的信 号使电子束在向荧光屏行进途中轨迹发生偏转，以控制电子束 到达荧光屏上的位置。偏转系统可以用静电式偏转或磁偏转， 电子枪与偏转系统合称显示器件的电子光学系统。
➢一般分为双电位电子枪（Bi-potential Focus, BPF）和单电位 电子枪（Uni-Potential Focus, UPF）。UPF电子枪比BPF电子 枪多一个高压阳极，聚焦能力大大提高，在荧光屏上形成直径 为0.2mm左右的光点。
双电位电子枪（Bi-potential Focus, BPF）
❖ 彩色CRT是通过红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色组合 产生彩色视觉效果。荧光屏上的每一个像素由产生红 (R)、绿(G)、蓝(B)的三种荧光体组成，同时电子枪中 设有3个阴极，分别发射电子束，轰击对应的荧光体。 为了防止每个电子束轰击另外两个颜色的荧光体，在荧 光面内侧设有选色电极——荫罩。
❖ 在荫罩型彩色CRT中，玻壳荧光屏的内面形成点状 红、绿、蓝三色荧光体，荧光面与单色CRT相同，在其 内侧均有膜金属覆层。在离荧光面一定距离处设置荫罩。 荫罩焊接在支持框架上，并通过显示屏侧壁内面设置的 紧固钉将荫罩固定在显示屏内侧。
整体工作过程：由灯丝、阴极、控制栅组成电子 枪，通电后灯丝发热，阴极被激发，发射出电子流， 电子流受到带有高电压的内部金属层的加速，经过透 镜聚焦形成极细的电子束，在阳极高压作用下，获得 巨大的能量，以极高的速度去轰击荧光粉层。这些电 子束轰击的目标就是荧光屏上的三原色。
电子枪发射的电子束不是一束，而是三束，电子 束在偏转磁轭产生的磁场作用下，可以控制其射向荧 光屏的指定位置，去轰击各自的荧光粉单元。一般荫 罩式CRT的内部有一层类似筛子的网罩，电子束通过 网眼打在呈三角形排列的荧光点上，以防止每个电子 束轰击另外两个颜色的荧光体。
双电位电子枪的各电极电压及结构如图所示：灯丝、 阴极（发射极）K，控制极G1（栅极），加速极G2（第 一阳极A1 ），聚焦极G3（第二阳极A2），高压阳极G4。 栅极与阴极间的距离一般为1mm以下，栅极中心孔直径为 0.6~0.8mm。
第2章 阴极射线管(CRT)显示技术
2.1 CRT显示器的基本结构与工作原理 2.2 CRT显示器的驱动与控制 2.3 CRT显示器的特点、性能指标及发展历史 习题二
❖ CRT（Cathode-Ray-Tube）显示器，即阴极射线管 显示器，是最早使用的显示器，它技术成熟，价格便宜， 寿命长，可靠性高。
❖ 2.1.2 彩色CRT显示器的基本结构与工作原理
彩色CRT利用三基色 图像叠加原理实现彩色图 像的显示。荫罩式彩色 CRT是目前占主导地位的 彩色显像管，这种管子的 原始设想是德国人弗莱西 （Fleshsig）在1938年提 出的。荫罩式彩色CRT的 基本结构如图2.2所示。
图2.2 彩色CRT的结构示意图
图2.1 单色CRT的结构示意图
结构中灯丝、阴极（K）、第一控制栅极（G1或称 调制器）、加速极（G2或称屏蔽极）构成发射系统； 第二阳极G3、聚焦极G4、高压阳极G5构成聚焦系统。
CRT的组成
❖ 阴极：加热时发射电子 ❖ 控制栅极：对发射电子多少实施控制 ❖ 加速结构：使电子形成高速度射速 ❖ 聚焦系统：使电子束轰击荧屏聚集成细点 ❖ 偏转系统：使电子束在屏幕上随意移动 ❖ 荧光屏：电子束轰击时发出光辉
受到高速电子束的激发，这些荧光粉单元分别发 出强弱不同的红、绿、蓝三种光。根据空间混色法(将 三个基色光同时照射同一表面相邻很近的三个点上进 行混色的方法)产生丰富的色彩，这种方法利用人们眼 睛在超过一定距离后分辨力不高的特性，产生与直接 混色法相同的效果。
用这种方法可以产生不同色彩的像素，而大量的 不同色彩的像素可以组成一张漂亮的画面，而不断变 换的画面就成为可动的图像。
工作原理
阴极射线管工作原理 －ＣＲＴ
由阴极放出的电子通过控制栅极后变成电子束，该电
子束在聚焦系统的作用下进一步聚焦，形成很细的束，然后 在超高压电场(通常为15000—20000V)的加速下轰击屏幕表 面的磷光体从而发光。
阴电 极子
控电 制子
栅束
极
聚 焦
聚
系焦
统
ຫໍສະໝຸດ Baidu偏 转
方
系向
统
加 速
轰
电击
场
荧 光 屏
偏转磁轭
❖2.1.1 黑白CRT显示器的基本结构与工作原理
黑白CRT即单色(Monochrome Monitor) CRT，只
有单一的电子枪，仅能产生黑白两种颜色。它的主要用
途是在电视机中显示图像，以及在工业控制设备中用作
监视器。
荧光屏
黑白CRT主要由圆锥形玻壳、玻壳正面用于显示的 荧光屏、封入玻壳中发射电子束用的电子枪系统和位于 玻壳之外控制电子束偏转扫描的磁轭器件四部分组成。
包括直观刷新式、直观存储式和特种CRT ．
直观刷新式是目前应用最广泛的，主要用于显示设备、 电视接收机、雷达终端、示波器等，后面讨论的都是这种 CRT 。
结构原理
❖ CRT是一内部抽成真空的玻璃锥体。 ❖ 其基本工作原理是：
一些物质在电子轰击下发射磷光的特性 电磁场对电子运动实施控制的效应
圆锥形玻壳
图2.3 彩色CRT工作原理
荫罩与荧光屏的距离可根据几何关系由下式确定：
q L PM 3Sg
(2-1)
PS / PM L /(L q) (2-2)
式中：q为荫罩与荧光屏的距离； 为孔距放大率；
Sg 为从电子枪到荧光面的距离；L 为电子枪的束间距；PS 为 电子束排列方向的荫罩孔距；PM 为电子束排列方向的荧光 屏上同一色荧光体的点间距。
❖2.1.3 CRT显示器的主要单元
❖ 1、电子枪
➢电子枪是显像管中极为重要的组成部分。它是电子束源，用 来发射电子，并将其加速和聚焦成细束，同时外加电信号控制 电子束的强度。偏转系统能依据输入的有电子束位置信息的信 号使电子束在向荧光屏行进途中轨迹发生偏转，以控制电子束 到达荧光屏上的位置。偏转系统可以用静电式偏转或磁偏转， 电子枪与偏转系统合称显示器件的电子光学系统。
➢一般分为双电位电子枪（Bi-potential Focus, BPF）和单电位 电子枪（Uni-Potential Focus, UPF）。UPF电子枪比BPF电子 枪多一个高压阳极，聚焦能力大大提高，在荧光屏上形成直径 为0.2mm左右的光点。
双电位电子枪（Bi-potential Focus, BPF）
❖ 彩色CRT是通过红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色组合 产生彩色视觉效果。荧光屏上的每一个像素由产生红 (R)、绿(G)、蓝(B)的三种荧光体组成，同时电子枪中 设有3个阴极，分别发射电子束，轰击对应的荧光体。 为了防止每个电子束轰击另外两个颜色的荧光体，在荧 光面内侧设有选色电极——荫罩。
❖ 在荫罩型彩色CRT中，玻壳荧光屏的内面形成点状 红、绿、蓝三色荧光体，荧光面与单色CRT相同，在其 内侧均有膜金属覆层。在离荧光面一定距离处设置荫罩。 荫罩焊接在支持框架上，并通过显示屏侧壁内面设置的 紧固钉将荫罩固定在显示屏内侧。
整体工作过程：由灯丝、阴极、控制栅组成电子 枪，通电后灯丝发热，阴极被激发，发射出电子流， 电子流受到带有高电压的内部金属层的加速，经过透 镜聚焦形成极细的电子束，在阳极高压作用下，获得 巨大的能量，以极高的速度去轰击荧光粉层。这些电 子束轰击的目标就是荧光屏上的三原色。
电子枪发射的电子束不是一束，而是三束，电子 束在偏转磁轭产生的磁场作用下，可以控制其射向荧 光屏的指定位置，去轰击各自的荧光粉单元。一般荫 罩式CRT的内部有一层类似筛子的网罩，电子束通过 网眼打在呈三角形排列的荧光点上，以防止每个电子 束轰击另外两个颜色的荧光体。
双电位电子枪的各电极电压及结构如图所示：灯丝、 阴极（发射极）K，控制极G1（栅极），加速极G2（第 一阳极A1 ），聚焦极G3（第二阳极A2），高压阳极G4。 栅极与阴极间的距离一般为1mm以下，栅极中心孔直径为 0.6~0.8mm。
第2章 阴极射线管(CRT)显示技术
2.1 CRT显示器的基本结构与工作原理 2.2 CRT显示器的驱动与控制 2.3 CRT显示器的特点、性能指标及发展历史 习题二
❖ CRT（Cathode-Ray-Tube）显示器，即阴极射线管 显示器，是最早使用的显示器，它技术成熟，价格便宜， 寿命长，可靠性高。
❖ 2.1.2 彩色CRT显示器的基本结构与工作原理
彩色CRT利用三基色 图像叠加原理实现彩色图 像的显示。荫罩式彩色 CRT是目前占主导地位的 彩色显像管，这种管子的 原始设想是德国人弗莱西 （Fleshsig）在1938年提 出的。荫罩式彩色CRT的 基本结构如图2.2所示。
图2.2 彩色CRT的结构示意图
图2.1 单色CRT的结构示意图
结构中灯丝、阴极（K）、第一控制栅极（G1或称 调制器）、加速极（G2或称屏蔽极）构成发射系统； 第二阳极G3、聚焦极G4、高压阳极G5构成聚焦系统。
CRT的组成
❖ 阴极：加热时发射电子 ❖ 控制栅极：对发射电子多少实施控制 ❖ 加速结构：使电子形成高速度射速 ❖ 聚焦系统：使电子束轰击荧屏聚集成细点 ❖ 偏转系统：使电子束在屏幕上随意移动 ❖ 荧光屏：电子束轰击时发出光辉
受到高速电子束的激发，这些荧光粉单元分别发 出强弱不同的红、绿、蓝三种光。根据空间混色法(将 三个基色光同时照射同一表面相邻很近的三个点上进 行混色的方法)产生丰富的色彩，这种方法利用人们眼 睛在超过一定距离后分辨力不高的特性，产生与直接 混色法相同的效果。
用这种方法可以产生不同色彩的像素，而大量的 不同色彩的像素可以组成一张漂亮的画面，而不断变 换的画面就成为可动的图像。
工作原理
阴极射线管工作原理 －ＣＲＴ
由阴极放出的电子通过控制栅极后变成电子束，该电
子束在聚焦系统的作用下进一步聚焦，形成很细的束，然后 在超高压电场(通常为15000—20000V)的加速下轰击屏幕表 面的磷光体从而发光。
阴电 极子
控电 制子
栅束
极
聚 焦
聚
系焦
统
ຫໍສະໝຸດ Baidu偏 转
方
系向
统
加 速
轰
电击
场
荧 光 屏
偏转磁轭
❖2.1.1 黑白CRT显示器的基本结构与工作原理
黑白CRT即单色(Monochrome Monitor) CRT，只
有单一的电子枪，仅能产生黑白两种颜色。它的主要用
途是在电视机中显示图像，以及在工业控制设备中用作
监视器。
荧光屏
黑白CRT主要由圆锥形玻壳、玻壳正面用于显示的 荧光屏、封入玻壳中发射电子束用的电子枪系统和位于 玻壳之外控制电子束偏转扫描的磁轭器件四部分组成。
包括直观刷新式、直观存储式和特种CRT ．
直观刷新式是目前应用最广泛的，主要用于显示设备、 电视接收机、雷达终端、示波器等，后面讨论的都是这种 CRT 。
结构原理
❖ CRT是一内部抽成真空的玻璃锥体。 ❖ 其基本工作原理是：
一些物质在电子轰击下发射磷光的特性 电磁场对电子运动实施控制的效应
圆锥形玻壳